一種重金屬?gòu)U水處理和回收系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種重金屬?gòu)U水處理和回收系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的快速發(fā)展，重金屬對(duì)水資源的污染越來(lái)越嚴(yán)重，且重金屬離子具有累積性和非生物降解性等特點(diǎn)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康造成極大危害。
[0003]重金屬是環(huán)境中一類(lèi)具有潛在危害的污染物，它不能被環(huán)境中的微生物分解，相反地，生物體如魚(yú)類(lèi)可以富有重金屬，使重金屬在環(huán)境中積累，甚至某些重金屬在微生物的作用下還可以轉(zhuǎn)化為毒性更大的有機(jī)化合物。重金屬污染的可怕還在于其危害的長(zhǎng)期性，重金屬在環(huán)境中積累的初期，不易為人們察覺(jué)；與氰化物、一般有機(jī)物的自凈作用相反，重金屬污染物無(wú)法通過(guò)降解作用自凈，但可以通過(guò)生物食物鏈富集。在這一過(guò)程中，難分解易殘留的重金屬若通過(guò)食物進(jìn)入人體內(nèi)，能在人體的某一部位積累，使人慢性中毒，難以醫(yī)治，極大地危害著人體健康和環(huán)境安全。此外工業(yè)廢水中貴重金屬若不能回收利用，又造成經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)。所以對(duì)含有重金屬?gòu)U水的治理已迫在眉睫。
[0004]重金屬能在土壤中積累，它不可能被微生物降解，目前在環(huán)境治理中采用的多種方法只能轉(zhuǎn)移其存在位置和改變其物理、化學(xué)形態(tài)，而不能將其根本消除。因此，重金屬是一種永遠(yuǎn)性的污染物。對(duì)于重金屬?gòu)U水，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。首先?yīng)該設(shè)法減少?gòu)U水量，盡量收回其有用金屬，廢水經(jīng)適當(dāng)處理后循環(huán)利用，盡可能不排或少排廢水。對(duì)必須排放的廢水進(jìn)行凈化處理，使之達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)處理產(chǎn)生的污泥和濃縮液，如無(wú)回收利用價(jià)值，也應(yīng)進(jìn)行無(wú)害化處理，以免產(chǎn)生二次污染。
[0005]絮凝法在水處理中占有非常重要的地位，絮凝劑的使用決定了絮凝的效果。有機(jī)高分子絮凝劑出現(xiàn)在20世紀(jì)50年代，60年代開(kāi)始應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域，它具有分子量大，吸附架橋能力強(qiáng)，有多個(gè)官能團(tuán)，絮凝效果好，形成的絮凝體容易過(guò)濾，用量少，形成污泥量少且容易處理，不受PH值和溫度的影響等優(yōu)點(diǎn)，而且還可以針對(duì)處理廢水的性質(zhì)，通過(guò)改變官能團(tuán)、官能團(tuán)電性、控制分子量等有選擇的進(jìn)行合成，因此有機(jī)高分子絮凝劑目前在水處理中得到廣泛的應(yīng)用。
[0006]將重金屬離子的強(qiáng)配位基引入有機(jī)高分子絮凝劑分子中，可獲得具有重金屬捕集功能的重金屬鰲合劑一高分子重金屬鰲合劑。氧肟酸基團(tuán)含有0、N等配位原子，可以和許多重金屬離子形成穩(wěn)定常數(shù)很高的鰲合物，把該基團(tuán)引入到有機(jī)高分子重金屬鰲合劑中即得到氧肟酸類(lèi)高分子重金屬鰲合劑，它既有有機(jī)高分子絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，又對(duì)重金屬離子具有優(yōu)良的捕集性能，能穩(wěn)定、高效地捕集水體中某些重金屬離子，因此在水污染控制中具有潛在的廣泛用途。與傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法相比，高分子重金屬鰲合劑具有以下優(yōu)點(diǎn):藥劑用量少，無(wú)須調(diào)節(jié)PH值，操作簡(jiǎn)單，重金屬離子不會(huì)因pH值的變化而從污泥中再次析出，不存在二次污染，它還能通過(guò)原高分子絮凝劑的“架橋絮凝”作用降低水中致濁物質(zhì)的含量。因此將其用于水處理的絮凝單元，可以減少后續(xù)處理單元數(shù)，降低處理成本，使重金屬離子的處理變得簡(jiǎn)單易行，可為重金屬污染控制開(kāi)辟新途徑、提供新技術(shù)。在鰲合物進(jìn)行鰲合反應(yīng)后，會(huì)產(chǎn)生大量的鰲合沉淀物，這些鰲合沉淀物必須經(jīng)過(guò)處理，不然會(huì)造成環(huán)境污染。
[0007]專(zhuān)利號(hào)CN201210347169.5揭露了一種用于處理重金屬?gòu)U水及回收重金屬的裝置，該裝置包括:曝氣絮凝-吸附罐、沉淀池、多介質(zhì)過(guò)濾罐、鰲合反應(yīng)裝置和電解池。對(duì)于該裝置的方法，包括以下步驟:
[0008]第一步:絮凝-吸附、沉淀，重金屬?gòu)U水在PAM與殼聚糖復(fù)合作用下首先進(jìn)行絮凝-吸附，再經(jīng)過(guò)沉淀池沉淀，通過(guò)絮凝、吸附與沉淀對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行預(yù)處理；
[0009]第二步:過(guò)濾，沉淀出水流入多介質(zhì)過(guò)濾罐，使預(yù)處理廢水在過(guò)濾介質(zhì)無(wú)煙煤與石英砂的作用下，除去絮凝的沉淀物；
[0010]第三步:鰲合反應(yīng)，多介質(zhì)過(guò)濾罐出水流入鰲合反應(yīng)裝置，使重金屬與大分子有機(jī)物進(jìn)行鰲合反應(yīng)，通過(guò)鰲合反應(yīng)、超濾、沉淀、破絡(luò)反應(yīng)和微濾一系列步，產(chǎn)水可以回收利用，含重金屬的剩余濃縮液進(jìn)入電解池；
[0011]第四步:電解作用，鰲合反應(yīng)出水進(jìn)入電解池，通過(guò)電解作用，使重金屬回收利用，電化學(xué)產(chǎn)水能夠重新進(jìn)入工藝流程進(jìn)行廢水處理。
[0012]此專(zhuān)利對(duì)廢水進(jìn)行混凝和鰲合反應(yīng)后，得到的鰲合沉淀物直接進(jìn)入電解池，進(jìn)行電解回收鰲合沉淀物中的重金屬離子，由于重金屬離子已與鰲合劑形成穩(wěn)定的鰲合物，直接對(duì)其進(jìn)行電解，電解效果差，且重金屬回收不徹底，同時(shí)重金屬回收的量較少，特別電解法進(jìn)行重金屬離子回收時(shí)，如果重金屬離子濃度低，則會(huì)產(chǎn)生濃差極化，電流效率低，導(dǎo)致無(wú)法電解低濃度溶液等情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種重金屬?gòu)U水處理和回收系統(tǒng)及方法，本發(fā)明有效去除廢水中的重金屬離子，處理徹底，達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)將廢水處理后得到的鰲合沉淀物進(jìn)行快速性地溶解，并通過(guò)離子交換樹(shù)脂吸附溶解液中的重金屬離子，當(dāng)吸附的重金屬離子達(dá)到飽和度時(shí)，再用再生劑洗脫得到再生液，使得到的再生液含重金屬離子濃度高，再對(duì)再生液進(jìn)行電解回收重金屬離子，保證電解有效進(jìn)行，且回收效率高，節(jié)能環(huán)保。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種重金屬?gòu)U水處理和回收系統(tǒng)，包括鰲合反應(yīng)裝置、混凝裝置、沉淀池、過(guò)濾裝置、氣浮池、溶解裝置、離子交換樹(shù)脂和電解槽，所述鰲合反應(yīng)裝置、混凝池、沉淀池、過(guò)濾裝置、氣浮池、溶解裝置、離子交換樹(shù)脂和電解槽依次相連接；所述沉淀池、過(guò)濾裝置和氣浮池均與所述溶解裝置相連接。
[0015]進(jìn)一步的，所述鰲合反應(yīng)裝置包括鰲合反應(yīng)器、鰲合劑加藥罐和第一計(jì)量器，所述鰲合反應(yīng)器上設(shè)置有第一進(jìn)水管，所述第一進(jìn)水管與第一射流器相連接，所述鰲合劑加藥罐與所述第一計(jì)量器相連接，所述第一計(jì)量器通過(guò)第一閥門(mén)與所述第一射流器相連接。
[0016]進(jìn)一步的，所述重金屬?gòu)U水處理和回收系統(tǒng)還包括控制裝置，所述第一計(jì)量器和第一閥門(mén)均與所述控制裝置相連接。
[0017]進(jìn)一步的，所述混凝裝置包括混凝器、混凝劑加藥罐和第二計(jì)量器，所述混凝器的底部設(shè)置有第二進(jìn)水管，所述第二進(jìn)水管與第二射流器相連接，所述混凝劑加藥罐與所述第二計(jì)量器相連接，所述第二計(jì)量器通過(guò)第二閥門(mén)與所述第二射流器相連接。
[0018]進(jìn)一步的，所述第二計(jì)量器和第二閥門(mén)均與所述控制裝置相連接。
[0019]進(jìn)一步的，所述混凝器的底部設(shè)置有曝氣器和空氣進(jìn)口。
[0020]進(jìn)一步的，溶解裝置包括溶解器、溶解劑加藥罐和第三計(jì)量器，所述溶解器上設(shè)置有溶解劑進(jìn)口，所述溶解劑進(jìn)口處設(shè)置有第三閥門(mén)，所述溶解劑進(jìn)口通過(guò)所述第三計(jì)量器與所述溶解劑加藥罐相連接。
[0021]進(jìn)一步的，所述第三計(jì)量器和第三閥門(mén)均與所述控制裝置相連接。
[0022]進(jìn)一步的，所述電解槽的陽(yáng)極和陰極均為鐵板。
[0023]本發(fā)明的一種金屬?gòu)U水處理和回收系統(tǒng)的方法，包括如下步驟:
[0024](I)廢水進(jìn)入鰲合